Können sich zwei ultraviolette Lichtstrahlen schneiden und dort sichtbar sein, wo sie sich schneiden?

Ist es möglich, dass, wenn Sie 2 ultraviolette Laser haben, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, und wenn Sie ihre Strahlen darauf ausrichten, sich irgendwann zu schneiden, der Schnittpunkt eine niedrigere sichtbare Wellenlänge des Lichts zeigt, verursacht durch Interferenz des Lichtfrequenz? Kann an der Kreuzung eine andere Form von Wärme oder Energie erzeugt werden?

Wenn ja, kann jemand einen Link zur Erklärung bereitstellen? Ich bin neugierig darauf.

BEARBEITEN: Ich sollte hinzufügen, dass die beiden Laser unterschiedliche Lichtfrequenzen haben würden, während sie beide für das menschliche Auge unsichtbar sind. Ich wundere mich also über Interferenzen zwischen Lichtfrequenzen.

Interferenzen verursachen eine Änderung der Amplitude, keine Änderung der Frequenz. en.wikipedia.org/wiki/… Beachten Sie, dass sich nur die Intensität ändert.
Interferenzen verändern die räumliche Intensitätsverteilung der gleichen Frequenz .
Interferenzen wirken sich nur auf Gleichfrequenzen aus, solange Ihre Messung zeitlich gemittelt ist. Eine sofortige Messung würde Interferenzen zwischen Frequenzen zeigen.
Wenn Sie sich nur für den unsichtbaren Teil interessieren und nicht für das eigentliche Ultraviolett, dann ist en.wikipedia.org/wiki/Two-photon_excitation_microscopy genau das Richtige für Sie.

Antworten (4)

Was Sie sagen, ist mit Einmischung nicht möglich. Interferenz von Licht erzeugt keine neuen Lichtfarben. Licht müsste unelastisch von einigen Molekülen gestreut werden, um eine nach unten verschobene Frequenz zu erzeugen (Raman-Streuung oder irgendeine Art von Wellenmischungsphänomen). Der Punkt ist, das Licht sollte mit Materie interagieren, um seine Frequenz zu ändern.

Heterodyning- und Homodyning-Techniken benötigen ein Mischelement. In der Elektronik fungiert eine einfache Diodenanordnung als Mischer, während in der Optik ein Strahlteilerwürfel als Mischer fungiert. Photonen interagieren nicht miteinander. Das ist grundlegend. Sie brauchen eine Wechselwirkung, um die Energie eines Photons zu ändern. (Auch bei vollständig unkorreliertem Licht wird keine Interferenz beobachtet).
Ich habe noch nie von einem Glasstrahlteiler gehört, der als Mischer fungieren kann. Dies würde die nichtlineare Optik wesentlich einfacher machen, wenn es wahr wäre. Ich denke, Sie verwechseln die Rolle des Strahlteilers (der zwei Strahlen parallele k-Vektoren gibt) und den Mischprozess, der ein Material mit einer nichtlinearen Polarisierbarkeit erfordert.
"Photonen interagieren nicht miteinander." Ich möchte Sie warnen, dass dies in der klassischen Optik zutrifft, aber nicht in einer vollständigen Quantenbehandlung. Allerdings sind Licht-auf-Licht-Effekte für normale Lichtintensitäten sehr schwach.
@zephyr: Ich habe den Begriff "Mischer" wie beim Mischen von Photonenmodi verwendet. Die Frequenz ist nicht der einzige Freiheitsgrad. Sie können auch Polarisationsmodi mischen. Vielleicht ist der genauere Begriff "Rotation". Siehe hier und hier . dmckee: Was meinen Sie damit? Selbst bei einer vollständigen Quantenbehandlung habe ich noch nie einen Wechselwirkungs-Hamiltonoperator für zwei Photonen gesehen.
@AntillarMaximus Sie brauchen keine direkte Interaktion ... sie interagieren auf der One-Loop-Ebene.
@dmckee: Ich bin mit Hochenergiephysik nicht vertraut, aber danke für den Hinweis. Ich werde das nachschlagen und hoffentlich ein besseres Verständnis bekommen.
@Peter Shor - Ich bemerke auf diesem Link, dass das, was ich in meiner Frage vorschlage, tatsächlich möglich sein könnte? : en.wikipedia.org/wiki/…
@djangofan: Es funktioniert sicherlich mit Radiowellen, obwohl Sie keine beobachtbaren Interferenzen bekommen, es sei denn, beide Strahlen interagieren mit einer Materie, die nicht linear auf die Strahlung reagiert. Ich bin kein Experimentator genug, um zu wissen, ob man es mit ultraviolettem Licht zum Laufen bringen kann. Sie benötigen sowieso Materie (Staubpartikel, Rauch), um einen Laserstrahl zu sehen, daher ist es möglich, dass Sie einige Staubpartikel finden, die die richtige nichtlineare Reaktion auf die sich kreuzenden Laserstrahlen haben, um an der Kreuzung sichtbares Licht zu erzeugen.
Wenn wir ein Medium (Gas, Kristall) einführen, das das ultraviolette Licht der Laser absorbiert, kann dann eine andere (niedrigere) Wellenlänge emittiert werden? Es ist möglich, eine höhere (sichtbare) Wellenlänge zu erhalten, die durch Absorption von zwei Infrarotlasern emittiert wird, aber ich bin mir nicht sicher, ob das Gegenteil der Fall ist.

Sie hätten mehr Glück mit zwei Infrarotlasern - wenn Sie zwei Infrarotlaser mit Frequenzen, die halb so hoch sind wie die eines sichtbaren Photons, auf Ihr Auge (oder auf eine Kamera) richten, würde ein kleiner Prozentsatz von ihnen eine Zwei-Photonen-Absorption erfahren; zwei Photonen mit jeweils der Hälfte der benötigten Energie würden gleichzeitig von einem Sensorelement absorbiert, wodurch der Sensor das Äquivalent eines sichtbaren Lichtphotons detektieren würde.

Damit ein solcher Effekt sichtbar wird, müssten die Intensitäten sehr hoch sein; Ich habe die Berechnungen nicht durchgeführt, aber ich bin zuversichtlich, dass die Infrarotlaser Ihr Auge vollständig kochen würden, bevor Sie es schaffen, etwas zu sehen.

Wenn Sie die geeigneten nichtlinearen Medien verwenden und beide Strahlen eine ausreichend hohe Intensität haben (was wahrscheinlich gepulste Laser erfordert), können Sie möglicherweise einen sichtbaren Effekt an dem Punkt innerhalb des Mediums erzielen, an dem sich die Strahlen schneiden. Eine solche nichtlineare Optik ist in der Praxis ziemlich schwierig zum Laufen zu bringen, aber theoretisch nicht unmöglich.

Mein Verständnis ist, dass so ziemlich alle optisch gepumpten Laser (typischerweise inkohärente) hochenergetische (kurze Wellenlänge) Photonen in Laserlicht mit etwas energieärmeren (längerwelligen) Photonen umwandeln.

Der Hauptgrund, warum die Antwort NEIN lautet, wie jeder sagt, liegt darin, dass Licht, eine elektromagnetische Welle, ein entstehendes Phänomen aus unzähligen einzelnen Photonen ist . Somit läuft deine Frage auf folgendes hinaus:

Gibt es eine Photon-Photon-Wechselwirkung? Kann ein Photon an einem Photon streuen?

Die Antwort lautet: Ja, es gibt eine Zwei-Photonen-Wechselwirkung , aber mit einer so geringen Wahrscheinlichkeit, dass es unwahrscheinlich ist, einen kollektiven Effekt zu sehen, es sei denn bei sehr hohen Energien.

Photon Photon

Ein Feynman-Diagramm (Kastendiagramm) für Photon-Photon-Streuung , ein Photon streut von den transienten Vakuumladungsschwankungen des anderen

Beachten Sie, dass es hier vier elektromagnetische Scheitelpunkte gibt und die elektromagnetische Kopplungskonstante , die in den Berechnungen quadratisch endet, viermal (1/137)^1/2 beträgt. Dies ist eine sehr kleine Zahl und stellt die Beobachtungen sicher, dass elektromagnetische Strahlen im Vakuum nicht wechselwirken, außer bei sehr hohen Energien, wenn der Wirkungsquerschnitt ansteigt.

Es gibt Vorschläge für Gamma-Gamma-Beschleuniger , nicht gerade sichtbare elektromagnetische Strahlung als Ausgang, aber jede Menge Elementarteilchen.

Gute Antwort, aber in all diesen Dingen - die Leute sagen gerne nein, und das gilt im Allgemeinen zumindest für eine Zeit, bis wir herausfinden, was wir nicht wissen. Wie Metamaterialien und die Verschleierung der Dinge, die wir heute wissen, von denen früher gesagt wurde, dass sie nicht unmöglich sind.
Können sich zwei ultraviolette Lichtstrahlen schneiden und dort sichtbar sein, wo sie sich schneiden?
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